Вдосконалення підходу до гнучного рецептурного керування станції мийки на місці
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.355849Ключові слова:
CIP-станція, IEC 61512, об’єктно-орієнтоване керування, декомпозиція, технологічна комірка, технологічний вузолАнотація
Об’єктом дослідження є станція CIP-мийки. Проблема, що розглядається в роботі, полягає у відсутності гнучких методів керування рецептами станції CIP-мийки. Це пов’язано з тим, що в більшості промислових систем алгоритми мийки жорстко закладені в програму керування що ускладнює зміну технологічних процедур без втручання в програмний код. У роботі проведено розробка формалізованого підходу до рецептурного керування станцією CIP-мийки на основі принципів стандарту IEC 61512, який забезпечує відокремлення опису технологічних процедур від реалізації функцій керування обладнанням.
У роботі проведено аналіз вимог стандарту IEC 61512 щодо опису рецептур та розроблено формалізовану модель процедур. Запропоновано підхід до представлення рецептів мийки у вигляді структурованого списку технологічних операцій з параметрами процесу, що дозволяє формалізувати послідовність виконання етапів мийки. Показано, що такий спосіб опису рецептур може бути безпосередньо реалізований у програмованих логічних контролерах (ПЛК) та SCADA-системах без використання додаткових спеціалізованих засобів.
Отримані результати пояснюються застосуванням принципів декомпозиції обладнання та процедур відповідно до стандарту IEC 61512, що дозволяє розділити керування технологічним процесом і керування обладнанням. Особливістю запропонованого підходу є можливість зміни рецептур CIP-мийки без модифікації програмного коду програмованого логічного контролера (ПЛК), що забезпечує скорочення часу переналагодження системи. Практичне використання результатів можливе при проєктуванні та модернізації автоматизованих систем керування станціями CIP-мийки у харчовій, фармацевтичній та біотехнологічній промисловості, а також при розробці SCADA-інтерфейсів для керування рецептурними процесами
Посилання
- IEC 61512-1:2026. Batch control - Part 1: Models and terminology. International Electrotechnical Commission. Available at: https://webstore.iec.ch/en/publication/75287
- Рupena, A., Elperin, I., Mirkevich, R., Klymenko, O. (2017). Computer integrated manufacturing: overview of modern standards. Automation of Technological and Business Processes, 8 (3). https://doi.org/10.15673/atbp.v8i3.571
- Garcia, A., Oregui, X., Arrieta, U., Valverde, I. (2022). Methodology and Tools to Integrate Industry 4.0 CPS into Process Design and Management: ISA-88 Use Case. Information, 13 (5), 226. https://doi.org/10.3390/info13050226
- Belei, O., Shtaier, L., Stasіuk, R., Mirzojeva, A. (2023). Design of the human-machine interface for the cleaning-in-place system in the dairy industry. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (2 (123)), 44–51. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.282695
- Polupan, V., Pupena, O., Mirkevych, R., Klymenko, O., Mirkevych, O. (2025). Cleaning-in-place station decomposition for object-oriented control. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (3 (138)), 6–14. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.343204
- Godena, G., Lukman, T., Steiner, I., Bergant, F., Strmčnik, S. (2015). A new object model of batch equipment and procedural control for better recipe reuse. Computers in Industry, 70, 46–55. https://doi.org/10.1016/j.compind.2015.02.002
- Obermeier, M., Braun, S., Vogel-Heuser, B. (2015). A Model-Driven Approach on Object-Oriented PLC Programming for Manufacturing Systems with Regard to Usability. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 11 (3), 790–800. https://doi.org/10.1109/tii.2014.2346133
- De Minicis, M., Giordano, F., Poli, F., Schiraldi, M. M. (2014). Recipe Development Process Re-Design with ANSI/ISA-88 Batch Control Standard in the Pharmaceutical Industry. International Journal of Engineering Business Management, 6. https://doi.org/10.5772/59025
- Alvarado, J., Vegetti, M., Gonnet, S. (2025). Asset Administration Shell Submodel for Representing the Procedural Part of ISA-88 Recipes. IEEE Latin America Transactions, 23 (1), 36–42. https://doi.org/10.1109/tla.2025.10810401
- Pupena, O., Mirkevych, R., Klymenko, O. (2020). Praktychni rekomendatsiyi do realizatsiyi elementiv standartu IEC 61512 v prohramnomu zabezpechenni system keruvannia. Tekhnichnyi komitet 185 «Promyslova avtomatyzatsiya». Available at: https://tk185.appau.org.ua/guide/aCampus-users-guides-IEC61512+++.pdf
- Emerson, D. (1999). The ISA S88.02 Recipe Representation Format. World Batch Forum. Available at: https://web-material3.yokogawa.com/WBF1999NA-Emerson-Paper.pdf
- Hellgren, A., Fabian, M., Lennartson, B. (2005). On the execution of sequential function charts. Control Engineering Practice, 13 (10), 1283–1293. https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2004.11.011
- Liu, S., Shi, H., Yang, Z. (2010). Research of Control Recipe for Batch Plants Based on PFC. 2010 International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation, 1079–1082. https://doi.org/10.1109/icmtma.2010.532
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Roman Mirkevych, Volodymyr Polupan
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
